JP2010144825A - 車両用操舵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】異音の発生を確実に抑制できる車両用操舵装置を提供する。
【解決手段】本車両用操舵装置１は、電動モータ２３によって減速機２４を介して駆動されるボールナット５８の回転をラック軸１０の軸方向移動に変換するボールねじ機構２５を有している。減速機２４は、順次に噛み合う駆動ギヤ３６、アイドラギヤ３７、および従動ギヤ３８を有する平行軸歯車機構３４と、駆動ギヤ３６およびアイドラギヤ３７を回転可能に支持する共通の支持部材４０と、支持部材４０を付勢する付勢部材４２とを含んでいる。支持部材４０は、減速機２４を収容する減速機ハウジング２７によって、駆動ギヤ３６の回転中心Ｃ２およびアイドラギヤ３７の回転中心Ｃ３に平行な中心軸線Ｃ１の周りに回転可能に支持されている。付勢部材４２は、アイドラギヤ３７を従動ギヤ３８に押し付ける方向Ｍ１に支持部材４０を中心軸線Ｃ１の周りに回転付勢する。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両用操舵装置に関する。

車両用操舵装置としての電動パワーステアリング装置において、電動モータの出力回転を、減速機により減速した後、ボールねじ機構により、転舵軸の軸方向移動に変換することが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特許文献１では、転舵軸と電動モータの出力軸とが互いに平行に配置されている。また、減速機は、平行軸歯車機構を含んでいる。この平行軸歯車機構は、順次に噛み合う駆動ギヤ、アイドラギヤ、および従動ギヤを有している。
特開２００７−１５４８６号公報

車両用操舵装置の減速機においては、歯車のバックラッシュに起因する異音、例えば、歯打ち音の発生を抑制することが要請されている。
特許文献１の減速機は、アイドラギヤと従動ギヤとの間のバックラッシュを調整する調整機構を有している。この調整機構は、アイドラギヤを支持する支持部材と、この支持部材を付勢する付勢部材とを有している。支持部材は、減速機のハウジングに、駆動ギヤの回転中心の周りに回転可能に支持されており、付勢部材により回転付勢される。これにより、アイドラギヤが従動ギヤに押し付けられて、バックラッシュが除去されるようになっている。

しかし、特許文献１では、アイドラギヤを支持する支持部材の回転中心を、駆動ギヤの回転中心と同じ位置に配置しなければならない。従って、バックラッシュ除去のために支持部材が回転したときの、アイドラギヤが従動ギヤに対して移動する方向を、バックラッシュ除去に最も有効に寄与できる方向に設定することが困難である。その結果、バックラッシュを確実に除去できず、ひいては異音の発生を確実には抑制できないことがある。

そこで、本発明の目的は、異音の発生を確実に抑制できる車両用操舵装置を提供することである。

本発明の車両用操舵装置（１）は、電動モータ（２３）によって減速機（２４）を介して駆動される回転筒（５８）の回転を転舵軸（１０）の軸方向移動に変換する運動変換機構（２５）を備え、上記減速機は、順次に噛み合う駆動ギヤ（３６）、アイドラギヤ（３７）、および従動ギヤ（３８）を有する平行軸歯車機構（３４）と、上記駆動ギヤおよび上記アイドラギヤのそれぞれを回転可能に支持する共通の支持部材（４０）と、上記支持部材を付勢する付勢部材（４２）とを含み、上記支持部材は、上記減速機を収容する減速機ハウジング（２７）によって、上記駆動ギヤの回転中心（Ｃ２）および上記アイドラギヤの回転中心（Ｃ３）に平行な所定の軸線（Ｃ１）の周りに回転可能に支持されており、上記付勢部材は、上記アイドラギヤを上記従動ギヤに押し付ける方向（Ｍ１）に上記支持部材を上記所定の軸線の周りに回転付勢することを特徴とする（請求項１）。

本発明によれば、支持部材の回転中心となる所定の軸線を、駆動ギヤの回転中心とは異なる位置に配置したので、所定の軸線の位置を、駆動ギヤの位置による制約を受けずに、自由に設定することができる。従って、バックラッシュ除去のために支持部材が回転するときに、アイドラギヤが従動ギヤに対して移動する方向を、バックラッシュ除去に最も有効に寄与できる方向に設定することが可能である。その結果、バックラッシュを確実に除去でき、ひいては異音の発生を確実に抑制できる。

また、本発明において、上記電動モータは、上記駆動ギヤとは同行回転可能な出力軸（４８）と、上記出力軸を回転可能に支持するモータハウジング（８７）とを含み、上記モータハウジングは、上記所定の軸線の周りに上記支持部材とは同行回転可能に上記支持部材に支持されており、上記電動モータ、上記駆動ギヤ、上記アイドラギヤおよび上記支持部材を含むユニット（８５）が構成されている場合がある（請求項２）。この場合、予め組み立てておいたユニットを減速機ハウジングに組み付けることができるので、車両用操舵装置を組み立て易くできる。また、電動モータと駆動ギヤとを同行回転可能に共通の支持部材により支持しているので、電動モータと駆動ギヤとの間の動力伝達のための構造を簡素化できる。

また、本発明において、上記駆動ギヤが、上記電動モータの上記出力軸と同軸に配置され、上記従動ギヤが、上記転舵軸と同軸に配置され、上記駆動ギヤおよび上記従動ギヤの上記回転中心が、上記アイドラギヤの上記回転中心および上記所定の軸線を含む平面（Ｐ２）を挟んだ両側に配置されている場合がある（請求項３）。この場合、上記ユニットに含まれる支持部材が、転舵軸に対して干渉し難くできるので、ユニットのレイアウトが容易になる。

なお、上記括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素の参照符号を示すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。

以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の一実施の形態の車両用操舵装置としての電動パワーステアリング装置の概略構成の模式図である。図１を参照して、電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ：Electric Power Steering System ）１は、ステアリングホイール等の操舵部材２に連結しているステアリングシャフト３と、ステアリングシャフト３に第１の自在継手４を介して連結された中間軸５と、中間軸５に第２の自在継手６を介して連結されたピニオン軸７と、ピニオン軸７の端部近傍に設けられたピニオン８に噛み合うラック９を有して自動車の左右方向（軸方向Ｘ１に相当）に延びる転舵軸としてのラック軸１０とを有している。

ピニオン軸７およびラック軸１０を含むラックアンドピニオン機構によって、操舵部材２の回転操作に伴ってラック軸１０を軸方向Ｘ１に移動させるステアリングギヤ１１が構成されている。ラック軸１０は、車体に固定されるハウジング１３に収容され、複数の軸受（図示せず）を介して直線往復可能に支持されている。ラック軸１０には、一対のタイロッド１４が結合されている。各タイロッド１４は対応するナックルアーム（図示せず）を介して対応する転舵輪１６に連結されている。

操舵部材２が操作されてステアリングシャフト３が回転されると、この回転がピニオン８およびラック９によって、ラック軸１０の軸方向Ｘ１の直線運動に変換される。これにより、転舵輪１６の転舵が達成される。
ピニオン軸７は、中間軸５およびステアリングシャフト３を介して操舵部材２とは同行回転可能に連結された入力軸１７と、ピニオン８が設けられた出力軸１８と、これら入力軸１７および出力軸１８を同軸上に相対回転可能に連結するトーションバー１９とを備えている。入力軸１７に操舵トルクが入力されたときに、トーションバー１９が弾性ねじり変形し、これにより、入力軸１７および出力軸１８が相対回転するようになっている。

トーションバー１９を介する入力軸１７および出力軸１８の間の相対回転変位量により操舵トルクを検出するトルクセンサ２０が設けられている。また、車速を検出するための車速センサ２１が設けられている。トルクセンサ２０および車速センサ２１からの検出信号が、制御装置としてのＥＣＵ（Electronic Control Unit ：電子制御ユニット）２２に入力されるようになっている。ＥＣＵ２２は、トルク検出結果や車速検出結果等に基づいて、操舵力としての操舵補助力を発生させるための電動モータ２３を制御する。

また、電動パワーステアリング装置１は、電動モータ２３の出力回転を伝達するとともに減速する減速機２４と、減速機２４の出力回転をラック軸１０の軸方向Ｘ１の移動に変換する運動変換機構としてのボールねじ機構２５とを備えている。電動モータ２３が、減速機２４およびボールねじ機構２５を介してラック軸１０に駆動力を与え、これにより、操舵が補助されるようになっている。

ハウジング１３は、ラック軸１０の一部およびピニオン軸７を収容するステアリングギヤハウジング２６と、減速機２４を収容する減速機ハウジング２７とを有している。
ステアリングギヤハウジング２６および減速機ハウジング２７は、金属により形成されており、互いに別部品に構成されている。ステアリングギヤハウジング２６および減速機ハウジング２７は、固定部材としての複数のボルトにより互いに固定されている。

ステアリングギヤハウジング２６は、ラック軸１０の一部を収容する筒状のラックハウジング２８と、ピニオン軸７の一部を収容する筒状のピニオンハウジング２９とを有している。ラックハウジング２８とピニオンハウジング２９とは、互いに交差状に配置され、単一の材料で一体に形成されている。また、ピニオンハウジング２９には、トルクセンサ２０の少なくとも一部が収容されている。

減速機ハウジング２７には、減速機２４の他、ボールねじ機構２５およびラック軸１０の一部が収容されている。
減速機ハウジング２７は、第１および第２のハウジング３１，３２を有している。第１および第２のハウジング３１，３２は、互いに別体の部品に形成されている。第１および第２のハウジング３１，３２は、互いに位置決めされた状態で締結部材としての複数のボルト（図示せず）により互いに固定されている。

減速機２４は、平行軸歯車機構３４を有している。平行軸歯車機構３４は、電動モータ２３により駆動される駆動ギヤ３６と、この駆動ギヤ３６に噛み合うアイドラギヤ３７と、このアイドラギヤ３７に噛み合う従動ギヤ３８とを有している。駆動ギヤ３６と、アイドラギヤ３７と、従動ギヤ３８とは、順次に噛み合っている。
図２は、図１のII-II 断面を模式的に示す断面図である。図１および図２を参照して、減速機２４は、アイドラギヤ３７と従動ギヤ３８との間のバックラッシュを除去する機能を有している。この機能を実現するために、減速機２４は、駆動ギヤ３６およびアイドラギヤ３７のそれぞれを回転可能に支持する共通の支持部材４０と、支持部材４０を付勢する付勢部材４２とを有している。

支持部材４０は、減速機ハウジング２７によって、所定の軸線としての後述する支軸４１の中心軸線Ｃ１の周りに回転可能に支持されている。上述の所定の軸線は、支持部材４０の回転中心に相当し、駆動ギヤ３６の回転中心Ｃ２およびアイドラギヤ３７の回転中心Ｃ３に平行な軸線である。具体的には、減速機２４は、支持部材４０を減速機ハウジング２７に回転可能に支持する支軸４１を有している。また、付勢部材４２は、アイドラギヤ３７を従動ギヤ３８に押し付ける方向Ｍ１に支持部材４０を支軸４１の中心軸線Ｃ１の周りに回転付勢している。

図３は、図１の要部の拡大図であり、図２の III− III断面を示す。図２および図３を参照して、本実施形態では、支持部材４０に設けられた取付部材４３に、電動モータ２３が取り付けられている。電動モータ２３は、取付部材４３を介して、支持部材４０に、支軸４１の中心軸線Ｃ１の回りに一体回転可能に支持されている。
図３を参照して、減速機２４は、駆動ギヤ３６を支持した第１の軸４６と、アイドラギヤ３７を支持した第２の軸４７とを有している。第１の軸４６は、電動モータ２３の出力軸４８に軸継手４９を介して連結されている。第１の軸４６と第２の軸４７とは、互いに平行に配置されている。

また、減速機２４は、第１の軸４６の一端を回転可能に支持した軸受５１と、第１の軸４６の他端を回転可能に支持した軸受５２とを有している。また、減速機２４は、第２の軸４７の一端を回転可能に支持した軸受５３と、第２の軸４７の他端を回転可能に支持した軸受５４とを有している。
駆動ギヤ３６は、例えば、斜歯歯車からなり、金属、例えば鋼により略円柱形状に形成されている。駆動ギヤ３６の外周に複数のギヤ歯が形成されている。駆動ギヤ３６と第１の軸４６とは、互いに同行回転できるように、互いに固定されている。具体的には、駆動ギヤ３６と第１の軸４６とは単一の材料により単一部品として一体に形成されている。

駆動ギヤ３６は、両持ち状態で支持部材４０に第１の軸４６および軸受５１，５２を介して回転可能に支持されている。軸受５１，５２が、第１の軸４６の軸方向に関して駆動ギヤ３６を挟んだ両側に配置されている。軸受５１，５２は、転がり軸受である。駆動ギヤ３６と、第１の軸４６と、電動モータ２３の出力軸４８と、軸受５１，５２とは、互いに同心に配置されている。

アイドラギヤ３７は、例えば、斜歯歯車からなり、例えば合成樹脂部材により略円柱形状に形成されている。アイドラギヤ３７の外周に複数のギヤ歯が形成されている。アイドラギヤ３７と第２の軸４７とは、互いに同行回転できるように、互いに固定されている。なお、アイドラギヤ３７が、金属、例えば、鋼により形成され、アイドラギヤ３７と第２の軸４７とが単一の材料により単一部品として一体に形成されてもよい。

また、アイドラギヤ３７は、両持ち状態で支持部材４０に第２の軸４７および軸受５３，５４を介して回転可能に支持されている。軸受５３，５４が、第２の軸４７の軸方向に関して、アイドラギヤ３７を挟んだ両側に配置されている。軸受５３，５４は、転がり軸受である。アイドラギヤ３７と、第２の軸４７と、軸受５３，５４とが、互いに同心に配置されている。

従動ギヤ３８は、例えば、斜歯歯車からなり、金属、例えば鋼により環状に形成されている。従動ギヤ３８の外周に複数のギヤ歯が形成されている。ラック軸１０の軸方向Ｘ１に関して、従動ギヤ３８を挟んだ両側に軸受５５，５６が配置されている。軸受５５，５６は、転がり軸受である。従動ギヤ３８は、両持ち状態で、減速機ハウジング２７にボールねじ機構２５のボールナット５８および軸受５５，５６を介して回転可能に支持されている。

ボールねじ機構２５は、内周面に螺旋状のボール転動溝を有する回転筒としてのボールナット５８と、ラック軸１０の一部に形成されており外周面に螺旋状のボール転動溝を有するねじ軸５９と、このねじ軸５９のボール転動溝およびボールナット５８のボール転動溝が対向して形成される軌道内を転動する複数のボール６０とを有している。各ボール６０は、ボールナット５８のボール転動溝の一端部と他端部とをつなぐ循環路により、無限循環するようになっている。

ボールナット５８は、減速機ハウジング２７に一対の軸受５５，５６を介して回転可能に支持されている。また、ボールナット５８は、ラック軸１０の軸方向Ｘ１に関して減速機ハウジング２７に対する相対移動を規制されている。ボールナット５８と従動ギヤ３８とは、互いに同行回転するように互いに固定されている。
ねじ軸５９は、ラック軸１０を介して、ラック軸１０の中心軸線の回りの回転を規制されている。ねじ軸５９は、ボールナット５８により複数のボール６０を介して駆動され、直線移動部材として機能する。

ラック軸１０、ねじ軸５９、ボールナット５８、軸受５５，５６、および従動ギヤ３８は、互いに同心に配置されている。ボールナット５８は、電動モータ２３によって減速機２４を介して駆動され、これによりラック軸１０の中心軸線の回りに回転する。これに伴って、ボールナット５８の回転がラック軸１０の軸方向に関するねじ軸５９およびラック軸１０の直線移動に変換される。

支持部材４０は、板状の第１の部分６１と、板状の第２の部分６２と、第１の部分６１および第２の部分６２を互いに接続する接続部としての第３の部分６３とを有している。第２の部分６２には、取付部材４３が固定されている。第１の部分６１および第２の部分６２は、駆動ギヤ３６およびアイドラギヤ３７の側面に対向している。第１の部分６１および第２の部分６２は、駆動ギヤ３６の軸方向に互いに対向して配置された一対の側板を構成している。

第１の部分６１は、軸受５１を保持している第１の軸受保持部６５と、軸受５３を保持している第２の軸受保持部６６と、減速機ハウジング２７に回転可能に支持される被支持部６７とを有している。第１の軸受保持部６５および第２の軸受保持部６６は、環状の孔を形成している。
第２の部分６２は、軸受５２を保持している第１の軸受保持部６９と、軸受５４を保持している第２の軸受保持部７０と、減速機ハウジング２７に回転可能に支持される被支持部７１とを有している。第１の軸受保持部６９および第２の軸受保持部７０は、環状の孔を形成している。

図２および図３を参照して、第３の部分６３は、減速機ハウジング２７に回転可能に支持される被支持部７２を有している。
第１の部材６１の被支持部６７、第２の部材６２の被支持部７１および第３の部材６３の被支持部７２のそれぞれは、支軸４１が嵌合する嵌合孔からなる。支軸４１は、被支持部６７，７１，７２に対して相対回転可能に、嵌合孔からなる被支持部６７，７１，７２に嵌合している。被支持部６７，７１，７２は、支軸４１を介して減速機ハウジング２７に支持されている。被支持部６７，７１，７２と、支軸４１とは、当該支軸４１の軸方向への相対移動を規制されている。

取付部材４３は、支持部材４０の第２の部分６２に固定されている。取付部材４３は、電動モータ２３を位置決めしつつ支持している。
第１の部分６１、第２の部分６２、第３の部分６３および取付部材４３は、以下のように、互いに位置決めされた状態で互いに固定されている。すなわち、第１の部分６１、第２の部分６２、および第３の部分６３は、位置決め部材としての支軸４１を介して互いに位置決めされている。また、第１の部分６１、第２の部分６２、第３の部分６３および取付部材４３が互いに位置決めされた状態において、第１の部分６１の第１の軸受保持部６５と、第２の部分６２の第１の軸受保持部６９と、取付部材４３に位置決めされた電動モータ２３の出力軸４８とは、互いに同心に配置されている。また、第１の部分６１の第２の軸受保持部６６と、第２の部分６２の第２の軸受保持部７０とは、互いに同心に配置されている。また、第１の部分６１の被支持部６７と、第２の部分６２の被支持部７１と、第３の部分６３の被支持部７２とは、互いに同心に配置されている。

これにより、電動モータ２３の出力軸４８の回転中心軸線と、駆動ギヤ３６の回転中心Ｃ２とが互いに同心に配置されている。これとともに、駆動ギヤ３６の回転中心Ｃ２と、アイドラギヤ３７の回転中心Ｃ３と、支軸４１の中心軸線Ｃ１とが互いに平行に配置されている。
図３を参照して、第１のハウジング３１は、軸受５５を保持している軸受保持部７３と、第２のハウジング３２に連結されているフランジからなる連結部７４と、支持部材４０を支持するための支持部７５とを有している。軸受保持部７３は、環状の孔からなる。

第２のハウジング３２は、軸受５６を保持している軸受保持部７７と、第１のハウジング３１の連結部７４に連結されているフランジからなる連結部７８と、支持部材４０を支持するための支持部７９とを有している。軸受保持部７７は、環状の孔からなる。
第１のハウジング３１の支持部７５および第２のハウジング３２の支持部７９は、支軸４１が嵌合する嵌合孔からなる。支軸４１は、支持部７５，７９に対して相対回転不能に、嵌合孔からなる支持部７５，７９に嵌合している。減速機ハウジング２７の支持部７５，７９は、支軸４１を介して支持部材４０を支持している。支軸４１は、当該支軸４１の軸方向への支持部７５，７９に対する相対移動を規制されている。

図２および図３を参照して、第１および第２のハウジング３１，３２は、位置決め部材としての支軸４１を介して、互いに位置決めされた状態で、固定部材（図示せず）により互いに固定されている。
支軸４１は、円柱形状をなし、金属、例えば、鋼により形成されている。
第１および第２のハウジング３１，３２が互いに位置決めされた状態において、第１のハウジング３１の軸受保持部７３と、第２のハウジング３２の軸受保持部７７とは、互いに同心に配置されている。また、第１のハウジング３１の支持部７５と、第２のハウジング３２の支持部７９とは、互いに同心に配置されている。また、従動ギヤ３８の回転中心Ｃ４と、支軸４１の中心軸線Ｃ１とが互いに平行に配置されている。

また、減速機ハウジング２７と支持部材４０とは、位置決め部材としての支軸４１を介して互いに位置決めされている。具体的には、減速機ハウジング２７と支持部材４０とは、支軸４１の軸方向に互いに位置決めされている。減速機ハウジング２７と支持部材４０とは、支軸４１の中心軸線Ｃ１の回りに相対回転可能である。
ここで、減速機ハウジング２７に対する支持部材４０の回転可能な角度（回転許容量）は、例えば、数度程度でよい。また、この角度は、支軸４１とアイドラギヤ３７との距離が長くなるほどに、小さくできる。

減速機ハウジング２７と支持部材４０とが互いに位置決めされた状態において、電動モータ２３の出力軸４８および駆動ギヤ３６の回転中心Ｃ２と、アイドラギヤ３７の回転中心Ｃ３と、従動ギヤ３８の回転中心Ｃ４と、支持部材４０の回転中心である支軸４１の中心軸線Ｃ１とが、互いに平行に配置されている。また、電動モータ２３の出力軸４８は、ラック軸１０の軸方向Ｘ１に平行に配置されている。電動モータ２３の出力軸４８とラック軸１０との間に所定距離が隔てられている。この所定距離は、電動モータ２３とラックハウジング２８とが互いに近接しつつ互いに干渉しないような値に設定されている。これにより、減速機２４の所要の減速比を実現しつつ、従動ギヤ３８の大型化を抑制することができ、さらには、減速機ハウジング２７を小型化することができる。

図２を参照して、本実施形態では、支軸４１の中心軸線Ｃ１および回転中心Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４のレイアウトは、以下のように設定されている。すなわち、アイドラギヤ３７の回転中心Ｃ３および従動ギヤ３８の回転中心Ｃ４を含む平面を、第１の平面Ｐ１とする。アイドラギヤ３７の回転中心Ｃ３および支軸４１の中心軸線Ｃ１を含む平面を、第２の平面Ｐ２とする。第１の平面Ｐ１と第２の平面Ｐ２との交差角度Ｄ１が、８５〜９５度の範囲内の値（８５≦Ｄ１≦９５）に設定されており、例えば、９０度に（すなわち、バックラッシュを除去するときの回転中心Ｃ３の移動方向が、従動ギヤ３８の外周の法線方向に一致するように）設定されるのが好ましい。これにより、バックラッシュ除去のために支持部材４０が回転したときに、アイドラギヤ３７が従動ギヤ３８に対して移動する方向を、バックラッシュ除去に最も有効に寄与できる方向に概ね設定できる。

また、駆動ギヤ３６の回転中心Ｃ２および従動ギヤ３８の回転中心Ｃ４が、上述の第２の平面Ｐ２を挟んだ両側に配置されている。また、支軸４１の中心軸線Ｃ１および駆動ギヤ３６の回転中心Ｃ２は、上述の第１の平面Ｐ１に対して同じ側に配置されている。これにより、支持部材４０を小型化できる。
付勢部材４２は、アイドラギヤ３７を従動ギヤ３８に押し付ける方向Ｍ１に、支持部材４０を支軸４１の中心軸線Ｃ１の周りに回転付勢している。付勢部材４２は、ばね部材としての圧縮コイルばねからなる。なお、付勢部材４２としては、圧縮コイルばね以外のばね部材を用いてもよいし、ばね部材以外の弾性部材を用いることも考えられる。本実施形態では、付勢部材４２が圧縮コイルばねからなる場合に則して説明する。

付勢部材４２は、弾性圧縮変形した状態で、減速機ハウジング２７の内面に設けられた受け座８１と、支持部材４０に設けられた受け座８２との間に介在している。付勢部材４２の両端部が、受け座８１，８２によりそれぞれ受けられている。付勢部材４２は、受け座８１，８２同士を互いに遠ざけるように、受け座８１，８２を互いに逆向きに押圧している。

付勢部材４２の付勢方向Ｍ２は、上述の第２の平面Ｐ２に概ね直交する方向に設定されている。例えば、付勢方向Ｍ２と、上述の第２の平面Ｐ２とのなす角度が、８５〜９５度の範囲内の値に設定されており、例えば、９０度に（すなわち、付勢方向Ｍ２が従動ギヤ３８の外周の法線方向に）設定されるのが好ましい。これに加えて、上述の第１の平面Ｐ１が、付勢部材４２および受け座８２を通るようにされている。これにより、付勢部材４２が支持部材４０をバックラッシュ除去にとって効果的に付勢できる。

このように、付勢部材４２の付勢を利用してバックラッシュを確実に除去することができる。その結果、減速機２４の温度変化やギヤ歯の摩耗が生じる場合であっても、長期間にわたり、異音、例えば、歯打ち音の発生を抑制することができる。
また、本実施形態では、付勢部材４２の付勢を利用して、アイドラギヤ３７および従動ギヤ３８との間のバックラッシュを除去している。その一方で、アイドラギヤ３７と駆動ギヤ３６との間のバックラッシュを除去しておらず、具体的には、所定のバックラッシュに設定されている。これにより、減速機２４の構造を簡素化できて、しかも、異音の発生を実用的に十分なレベルに確実に抑制できる。

また、アイドラギヤ３７と従動ギヤ３８との間のバックラッシュは、駆動ギヤ３６とアイドラギヤ３７との間のバックラッシュと比較して、以下の２つの理由により、異音の発生に寄与する度合いが大きい。従って、本実施形態では、アイドラギヤ３７と従動ギヤ３８との間のバックラッシュを、除去するようにしている。
第１の理由は下記である。すなわち、アイドラギヤ３７のピッチ円直径および従動ギヤ３８のピッチ円直径は、ともに、駆動ギヤ３６のピッチ円直径よりも大きい。従って、例えば、減速機２４が高温になったときに、アイドラギヤ３７と従動ギヤ３８との間のバックラッシュは、駆動ギヤ３６とアイドラギヤ３７との間のバックラッシュと比較して、大きくなり易い。その結果、アイドラギヤ３７と従動ギヤ３８との間に、異音が発生し易い。

第２の理由は、本願発明者が下記の新たな知見を得たからである。すなわち、アイドラギヤ３７と従動ギヤ３８との間のバックラッシュは、駆動ギヤ３６とアイドラギヤ３７との間のバックラッシュと比較して、操舵部材２の切り返し時の異音（歯打ち音）の発生に寄与する度合いが大きい。
図２および図３を参照して、アイドラギヤ３７の回転中心Ｃ３および従動ギヤ３８の回転中心Ｃ４のアライメント誤差が大きいと、作動音（ギヤの噛み合い音）が大きくなる傾向にある。ここで、アライメント誤差には、互いに噛み合う一対の歯車の回転中心軸線同士が傾斜する平行度誤差と、互いに噛み合う一対の歯車の回転中心軸線同士がねじれの関係となる食い違い誤差とがある。

そこで、本実施形態では、アイドラギヤ３７の回転中心Ｃ３および従動ギヤ３８の回転中心Ｃ４のアライメント誤差、例えば、食い違い誤差を小さくするように、以下のように構成している。すなわち、減速機ハウジング２７と支持部材４０とを、共通の単一の支軸４１により互いに位置決めしている。これとともに、支軸４１を介して支持部材４０を減速機ハウジング２７に回転可能に支持している。また、支軸４１は、減速機ハウジング２７に固定している。また、支軸４１が、単一の材料により形成されているので、支軸４１の軸方向長さを長くできる。その結果、従動ギヤ３８の回転中心Ｃ４と支軸４１の中心軸線Ｃ１との傾きを小さく抑制できる。

また、駆動ギヤ３６とアイドラギヤ３７とが、回転中心同士が相対変位しないように、共通の支持部材４０により回転可能に支持されている。これにより、駆動ギヤ３６とアイドラギヤ３７とのアライメント誤差を小さくできる。このように、各ギヤ３６，３７，３８のアライメント誤差を小さくできるので、作動音（噛み合い音）を効果的に抑制できる。

また、本実施形態では、電動モータ２３、駆動ギヤ３６、アイドラギヤ３７および支持部材４０を含むユニット８５が構成されている。これに加えて、ユニット８５は、第１の軸４６、第２の軸４７、軸受５１，５２，５３，５４，５５，５６、および軸継手４９を有している。組み立てられたユニット８５が、支軸４１を介して減速機ハウジング２７に取り付けられるようになっている。

電動モータ２３は、モータハウジング８７と、このモータハウジング８７に回転可能に支持された出力軸４８と、この出力軸４８に同行回転する永久磁石を含むロータ（図示せず）と、複数のコイルを含みモータハウジング８７に固定されたステータ（図示せず）とを有している。ステータとロータとが、ブラシレスモータを構成している。
モータハウジング８７は、支軸４１の中心軸線Ｃ１の周りに支持部材４０とは同行回転可能に、支持部材４０に取付部材４３を介して支持されている。モータハウジング８７は、支持部材４０に設けられた取付部材４３に複数の固定ボルトにより取り付けられている。

具体的には、第２のハウジング３２には、挿通孔９０が形成されている。取付部材４３が隙間をもって挿通孔９０を挿通している。これにより、取付部材４３は、減速機ハウジング２７に対して相対移動可能な状態で、減速機ハウジング２７の外側へ延びだしている。減速機ハウジング２７の外側に、電動モータ２３が配置されている。
また、第２のハウジング３２と取付部材４３との間には、外部から減速機ハウジング２７内への異物の侵入を防止するためのラビリンス構造が設けられるのが好ましい。ラビリンス構造は、例えば、第２のハウジング３２と取付部材４３との間に、隙間を蛇行状に形成している。

なお、モータハウジング８７は、支持部材４０に直接に取り付けられていてもよい。また、電動モータ２３は、減速機ハウジング２７に収容されていてもよい。
図２および図３を参照して、以上説明したように、本実施形態では、支持部材４０は、減速機２４を収容する減速機ハウジング２７によって、所定の軸線としての支軸４１の中心軸線Ｃ１の周りに回転可能に支持されており、付勢部材４２は、アイドラギヤ３７を従動ギヤ３８に押し付ける方向Ｍ１に支持部材４０を、回転中心に相当する支軸４１の中心軸線Ｃ１の周りに回転付勢するようにしている。

これにより、支持部材４０の回転中心となる支軸４１の中心軸線Ｃ１を、駆動ギヤ３６の回転中心Ｃ２とは異なる位置に配置したので、支軸４１の中心軸線Ｃ１の位置を、駆動ギヤ３６の位置による制約を受けずに、自由に設定することができる。従って、バックラッシュ除去のために支持部材４０が回転するときに、アイドラギヤ３７が従動ギヤ３８に対して移動する方向（アイドラギヤ３７の回転中心Ｃ３を通り第２の平面Ｐ２に直交する方向に相当する。）を、バックラッシュ除去に最も有効に寄与できる方向に設定することが可能である。その結果、バックラッシュを確実に除去でき、ひいては異音の発生を確実に抑制できる。

また、本実施形態では、付勢部材４２の付勢力およびストロークが、バックラッシュの除去に有効に寄与するので、例えば、ストロークが小さくて付勢力の小さな小型の付勢部材４２を利用できる。
また、本実施形態では、モータハウジング８７は同行回転可能に支持部材４０に支持されている。また、電動モータ２３、駆動ギヤ３６、アイドラギヤ３７および支持部材４０を含むユニット８５が構成されている。この場合、予め組み立てておいたユニット８５を減速機ハウジング２７に組み付けることができるので、車両用操舵装置を組み立て易くできる。また、電動モータ２３と駆動ギヤ３６とを同行回転可能に共通の支持部材４０により支持しているので、電動モータ２３と駆動ギヤ３６との間の動力伝達のための構造を簡素化できる。

また、本実施形態では、駆動ギヤ３６の回転中心Ｃ２および従動ギヤ３８の回転中心Ｃ４が、第２の平面Ｐ２を挟んだ両側に配置されている。この場合、ユニット８５に含まれる支持部材４０が、ラック軸１０やラックハウジング２８に対して干渉し難くできるので、ユニット８５のレイアウトが容易になる。
また、本実施形態について、以下のような変形例を考えることができる。以下の説明では、上述の実施形態と異なる点を中心に主に説明する。他の構成については、説明を省略するが、上述の実施形態と同様である。

例えば、上述の実施形態において、上述の各ギヤ２６，２７，２８は、平歯車であってもよい。
また、上述の各実施形態において、支持部材４０が減速機ハウジング２７に回転可能に支持される構造に関しては種々の変形例が考えられる。上述の実施形態では、減速機ハウジング２７の支持部７５，７９と、支軸４１と、支持部材４０の被支持部６７，７１，７２とは、互いに別体で形成され、支軸４１と被支持部６７，７１，７２とが相対回転可能であり、支持部７５，７９と支軸４１とが互いに固定されている。この他、以下のような構成も考えられる。すなわち、支軸４１と被支持部６７，７１，７２とが互いに固定されており、支持部７５，７９と支軸４１とが相対回転可能であってもよい。また、支軸４１と被支持部６７，７１，７２とが相対回転可能であり、支持部７５，７９と支軸４１とが相対回転可能であってもよい。また、被支持部７２を廃止してもよい。

また、支軸４１が、複数の部材により構成される場合も考えられる。例えば、支軸４１が、当該支軸４１の軸方向に分割された一対の軸部材を有していてもよい。また、これらの各軸部材が、対応する支持部７５，７９に固定される場合に、各軸部材と、対応する支持部７５，７９とが、単一の材料により一体に形成されていてもよい。また、これらの各軸部材が、対応する被支持部６７，７１に固定される場合に、各軸部材と、対応する被支持部６７，７１とが、単一の材料により一体に形成されていてもよい。

また、上述の各実施形態において、駆動ギヤ３６の回転中心Ｃ２と従動ギヤ３８の回転中心Ｃ４とが、第２の平面Ｐ２に対して同じ側に配置される場合も考えられる。
また、上述の各実施形態において、部分組立品としてのユニット８５が構成されない場合も考えられる。例えば、支持部材４０、電動モータ２３等のそれぞれを個別に減速機ハウジング２７に取り付けるようにすることも考えられる。

また、上述の各実施形態において、交差角度Ｄ１が、８５度未満の角度範囲の値である場合と、９５度を超えて大きい範囲内の値である場合も考えられる。
また、上述の実施形態では、本発明が、電動モータ２３の出力を操舵補助力として出力する電動パワーステアリング装置１に適用された例について説明したが、これに限らない。例えば、操舵部材と転舵輪との機械的な連結が解除され、転舵輪を電動モータ２３の出力で操向するステア・バイ・ワイヤ式の車両用操舵装置等に、本発明を適用してもよい。その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲内で種々の変更を施すことができる。

本発明の一実施形態の車両用操舵装置の概略構成の模式図である。 図１のII-II 断面を模式的に示す断面図である。 図１の要部の拡大図であり、図２の III− III断面を示す。

符号の説明

１…電動パワーステアリング装置（車両用操舵装置）、２…操舵部材、１０…ラック軸（転舵軸）、２３…電動モータ、２４…減速機、２５…ボールねじ機構（運動変換機構）、２７…減速機ハウジング、３４…平行軸歯車機構、３６…駆動ギヤ、３７…アイドラギヤ、３８…従動ギヤ、４０…支持部材、４２…付勢部材、４８…出力軸、５８…ボールナット（回転筒）、５９…ねじ軸、８５…ユニット、８７…モータハウジング、Ｃ１…支軸の中心軸線（所定の軸線）、Ｃ２…駆動ギヤの回転中心、Ｃ３…アイドラギヤの回転中心、Ｄ１…交差角度、Ｍ１…アイドラギヤを従動ギヤに押し付ける方向、Ｐ２…第２の平面（アイドラギヤの回転中心および所定の軸線を含む平面）。

Claims (3)

1. 電動モータによって減速機を介して駆動される回転筒の回転を転舵軸の軸方向移動に変換する運動変換機構を備え、
   上記減速機は、順次に噛み合う駆動ギヤ、アイドラギヤ、および従動ギヤを有する平行軸歯車機構と、上記駆動ギヤおよび上記アイドラギヤのそれぞれを回転可能に支持する共通の支持部材と、上記支持部材を付勢する付勢部材とを含み、
   上記支持部材は、上記減速機を収容する減速機ハウジングによって、上記駆動ギヤの回転中心および上記アイドラギヤの回転中心に平行な所定の軸線の周りに回転可能に支持されており、
   上記付勢部材は、上記アイドラギヤを上記従動ギヤに押し付ける方向に上記支持部材を上記所定の軸線の周りに回転付勢することを特徴とする車両用操舵装置。
2. 請求項１において、上記電動モータは、上記駆動ギヤとは同行回転可能な出力軸と、上記出力軸を回転可能に支持するモータハウジングとを含み、
   上記モータハウジングは、上記所定の軸線の周りに上記支持部材とは同行回転可能に上記支持部材に支持されており、
   上記電動モータ、上記駆動ギヤ、上記アイドラギヤおよび上記支持部材を含むユニットが構成されていることを特徴とする車両用操舵装置。
3. 請求項２において、上記駆動ギヤが、上記電動モータの上記出力軸と同軸に配置され、上記従動ギヤが、上記転舵軸と同軸に配置され、
   上記駆動ギヤおよび上記従動ギヤの上記回転中心が、上記アイドラギヤの上記回転中心および上記所定の軸線を含む平面を挟んだ両側に配置されていることを特徴とする車両用操舵装置。

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